花键轴-机械制造工艺课设

花键轴-机械制造工艺课设

指导教师：

2015年7月08日

机械制造工艺学课程设计任务书

一、课程设计的目的与要求

1、运用机械制造工艺学及有关课程(工程材料与热处理、机械设计、公差与技术测量、金属切削机床、金属切削原理与刀具等)的知识，结合生产实践，独立地分析和解决工艺问题，初步具备编制中等复杂程度零件机械加工工艺规程的能力。

2、掌握查阅、应用有关手册、规范、图表等技术资料的能力。

二、课程设计的内容

1、根据生产类型，对零件进行工艺分析，绘制零件图；

2、选择毛坯种类及制造方法，绘制毛坯图(零件——毛坯合图)；

3、拟订零件的机械加工工艺过程；

4、选择各工序的加工设备及工艺装备(刀具、夹具、量具、辅具)，确定各工序切削用量及工序尺寸，计算某一代表工序的工时定额；

5、填写工艺文件；

6、撰写设计说明书。

具体要求：

1、零件CAD图 1张

2、机械加工工艺过程卡片 1套

3、机械加工工序卡片 1套

4、课程设计说明书 1份（注：要求提交纸质文件和电子版各一份）

目录

一、零件分析 (1)

二、确定生产类型 (5)

三、确定毛坯制造形式 (6)

四、选择定位基准 (6)

五、选择加工方法 (7)

六、制订工艺路线 (8)

七、确定加工余量及毛坯尺寸 (10)

八、工序设计 (11)

九、确定切削用量和基本时间 (15)

参考资料 (21)

一、零件分析

1、零件的功用分析

题目所给的零件是汽车变速箱中的花键轴。它直接和驱动轴相连，通过差速器来驱动汽车。花键轴能使在其上面的滑移齿轮进行轴向移动，而使得不同齿数的齿轮与中间轴进行啮合或者分离，进而能实现变速箱的功能：一、改变传动比；二、在发动机旋转方向不变情况下，使汽车能倒退行驶；三、利用空挡，中断动力传递，以发动机能够起动、怠速，并便于变速器换档或进行动力输出。

2、零件的工艺分析

轴通常是由支承轴颈支承在机器的机架或箱体上，实现运动传递和动力传递的功能。支承轴颈表面的精度及其与轴上传动件配合表面的位置精度对轴的工作状态和精度有直接的影响。其技术要求包括以

下内容：

表1 零件外圆和螺纹精度要求

表2 零件花键精度要求

图1 零件图

二、确定生产类型

按设计任务书，花键轴年产量为50000件/年。若备品率为8%，机

械加工废品率为1%，则改零件的年生产纲领为

=++（1式）

N Qnαβ

(1%%)

式中N-----零件的生产纲领（件/台）

Q-----产品的年产量（台/年）

n-----每台产品中，该零件的数量（件/台）

α%----零件的备品率

β% ---零件的平均废品率

所以

=++=⨯⨯++件年件年

(1%%)500001(18%1%)/=54500/

N Qnαβ

花键轴可以看成独立的一部分，属于轻型机械。因此，根据表3，

由生产纲领与生产类型的关系可确定该零件的生产为大批量生产，其

毛坯制造、加工设备及工艺装备的选择应呈现大批量生产的工艺特

点。

表3 各生产类型的规范

三、确定毛坯制造形式

由该零件的功用和变速箱的工作状况知，花键轴承受的都是冲击性交变载荷，故要求花键轴材料应具备较高的强度、抗冲击能力、耐磨性和良好的力学性能。由于是大批量生产，应选择精度和生产率都比较高的毛坯制造方法，故选用模锻。

四、选择定位基准

正确的选择定位基准是设计工艺过程中的一项重要的内容，也是保证加工精度的关键，定位基准分为精基准和粗基准，以下为定位基准的选择。

1、选择粗基准

应能保证加工面与非加工面之间的位置精度，合理分配各加工面的余量，为后续工序提供精基准。所以为了便于定位、装夹和加工，可选轴的外圆表面为定位基准，或用外圆表面和顶尖孔共同作为定位基准。用外圆表面定位时，因基准面加工和工作装夹都比较方便，一般用卡盘装夹。为了保证重要表面的粗加工余量小而均匀，应选该表面为粗基准，并且要保证工件加工面与其他不加工表面之间的位置精度。所以以外圆柱面为粗基准。

2、选择精基准

根据花键轴的技术要求，花键轴的中心线为设计基准，也是测量基准，按照基准重合原则及加工要求，应选轴心线及一端面为精基准，其他各面都能以此为定位，从而也体现了基准统一的原则。所以以两中心孔为精基准，采用两顶装夹定位，便于位置精度的保证，为后续加工提供精基准。

五、选择加工方法

由于零件精度要求高，为使其达到要求，加工方法有粗车、半精车、粗铣和磨削。

根据这个表面加工要求和各种加工方法所能达到的经济精度，查表选择零件主要表面的加工方法如表4。

表4 加工方案

序号加工表面加工方案

01 M22螺纹粗车-半精车-车

螺纹

02 35ø外圆粗车-半精车-磨

削

03 38ø外圆粗车-半精车-磨

削

04 6、10齿花键粗铣-磨削

05 20ø外圆粗车-半精车-磨

削

综上所述，该花键轴的工序安排顺序为：

下料——锻造——预备热处理

加工工序:车端面——粗车——半精车——车螺纹——铣键槽——淬火——磨削——检验

六、制订工艺路线

制订工艺路线是工艺人员制订工艺规程时最重要的工作，也是体现工艺师工艺水平的重要方面。其原则是，在合理保证零件的几何形状、尺寸精度、位置精度、表面质量的前提下，尽可能提高生产率，降低生产成本，取得较好的经济效益。

根据以上的加工方案的分析确定零件的工艺路线如表5：

表5 花键轴零件的工艺路线